Dịch nho thu được khác hỗn hợp ban đầu về một số chỉ tiêu vật lý như màu sắc, độ trong, tỷ trọng… Các phản ứng hóa học, hóa sinh và biến đổi sinh học diễn ra không đáng kể.. Thiết bị và [r]
(1)MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU .6 NHO 1.1 Giới thiệu chung nho 1.2 Giới thiệu giống nho đỏ 1.3 Cấu tạo nho .7 1.4 Thành phần nho 10 1.5 Tiêu chuẩn chọn nguyên liệu 15 CHẾ PHẨM .16 CÁC PHỤ LIỆU KHÁC 17 3.1 Đường .17 3.2 Diammonium phosphate (NH4)2HPO4 18 3.3 Acid Tartaric 18 3.4 Chất hỗ trợ kỹ thuật 19 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH 20 NGHIỀN/CHÀ VÀ TÁCH CUỐNG 21 1.1 Mục đích công nghệ .21 1.2 Các biến đổi quá trình 21 1.3 Thiết bị và thông số công nghệ 21 SULFITE HÓA 22 2.1 Mục đích công nghệ .22 2.2 Các biến đổi quá trình 23 2.3 Thiết bị và thông số công nghệ 23 NGÂM 23 3.1 Mục đích công nghệ .23 3.2 Các biến đổi quá trình 23 (2) 3.3 Thiết bị và thông số công nghệ 24 TÁCH DỊCH NHO RỈ .26 4.1 Mục đích công nghệ .26 4.2 Các biến đổi quá trình 26 4.3 Thiết bị và thông số công nghệ 26 TÁCH CẶN VÀ LÀM TRONG 27 5.1 Mục đích công nghệ .27 5.2 Các biến đổi quá trình 27 5.3 Thiết bị và thông số công nghệ 28 HIỆU CHỈNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT TRƯỚC KHI LÊN MEN VANG 30 6.1 Mục đích công nghệ .30 6.2 Các biến đổi quá trình 30 6.3 Thiết bị và thông số công nghệ 32 LÊN MEN ETHANOL 32 7.1 Mục đích công nghệ .32 7.2 Các biến đổi quá trình 32 7.3 Thiết bị và thông số công nghệ 36 LÊN MEN MALOLACTIC 37 8.1 Mục đích công nghệ .37 8.2 Các biến đổi quá trình 37 8.3 Thiết bị và thông số công nghệ 40 Ủ RƯỢU .41 9.1 Mục đích công nghệ .41 9.2 Các biến đổi quá trình 41 9.3 Thiết bị và thông số công nghệ 43 10 ỔN ĐỊNH RƯỢU .43 10.1 Mục đích công nghệ .44 (3) 10.2 Các biến đổi quá trình 44 10.3 Thiết bị và thông số công nghệ 45 11 LÀM TRONG RƯỢU VANG 45 11.1 Mục đích công nghệ .46 11.2 Các biến đổi quá trình 46 11.3 Thiết bị và thông số công nghệ 46 12 RÓT SẢN PHẨM 47 12.1 Mục đích công nghệ .47 12.2 Các biến đổi quá trình 47 12.3 Thiết bị và thông số công nghệ 48 CHƯƠNG 3: SẢN PHẨM VÀ CHỈ TIÊU SẢN PHẨM 51 SẢN PHẨM 51 CHỈ TIÊU SẢN PHẨM .53 TÌNH HÌNH TIÊU THỤ TRÊN THẾ GIỚI 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Nho trắng và nho đỏ Hình 2: Giống nho Grenache Hình 3: Cấu tạo nho Hình 4: Isoprene .14 Hình 5: Thiết bị nghiền/chà và tách cuống .20 Hình 6: Thiết bị ngâm 23 Hình 7: Thiết bị tách dịch nho rỉ 24 Hình 8: Thiết bị lắng 26 Hình 9: Cấu tạo thiết bị lên men vang 34 Hình 10: Thùng lên men thép không rỉ 34 Hình 11: Chuyển hóa xylulose-5-phosphate thành acid lactic và ethanol vi khuẩn .36 Hình 12: Chuyển hóa glycerol vi khuẩn lactic 36 (4) Hình 13: Chu trình arginine deiminase 37 Hình 14: Polysaccharide ngoại bào sinh tổng hợp Peiococcus damnus 38 Hình 15: Tetrameric procyanidin – sản phẩm phản ứng polymer hóa đồng thể .39 Hình 16: Thiết bị ủ vang thép không rỉ 41 Hình 17: Wine diamonds .42 Hình 18: Thiết bị ly tâm dĩa 44 Hình 19: Hệ thống thiết bị xử lý lạnh rượu vang 45 Hình 20: Một số sản phẩm rượu vang hồng đóng chai 46 Hình 21: Một số vỏ chai thủy tinh có màu .46 Hình 22: Thiết bị rót và đóng nắp sản phẩm 47 Hình 23: Công đoạn rót sản phẩm 47 Hình 24: Công đoạn đóng nắp sản phẩm 48 Hình 25: Tỉ lệ tiêu thụ vang Pháp 52 (5) DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng 100g nho 10 Bảng 2: Thành phần hóa học 100g nho 11 Bảng 3: Chỉ tiêu cảm quan .17 Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý 17 Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng (NH4)2HPO4 18 Bảng 6: Chỉ tiêu chất lượng acid tartaric 18 Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng K2S2O5 19 Bảng 8: Tóm tắt số hợp chất rượu vang 35 Bảng 9: Hàm lượng số hợp chất rượu vang 35 Bảng 10: Một số sản phẩm vang hồng từ giống Grenache: 52 (6) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU NHO 1.1 Giới thiệu chung nho Nho là từ để loại mọc trên các cây dạng dây leo thân gỗ để chính các loài cây này Các loài cây này thuộc họ Vitaceae Quả nho mọc thành chùm từ đến 300 quả, chúng có màu đen, lam, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng Khi chín, nho có thể ăn tươi sấy khô để làm nho khô, dùng để sản xuất các loại rượu vang, thạch nho, nước quả, dầu hạt nho… Phân loại khoa học nho: Nhóm Spermtophyta Ngành Tracheophyta Ngành phụ Pteropsida Lớp Angiosperm Lớp phụ: Dicotyledonease Bộ: Ramnales Họ: Vitaceae Chi: Vitis Hiện có nhiều loài nho tồn như: Vitis vinifera, Vitis labrusca, Vitis riparia, Vitis lincecumii… Vitis vinifera là phổ biến nhất, 90% tổng sản lượng nho thu hoạch hàng năm trên giới thuộc loài Vitis vinifera Hình 1: Nho trắng và nho đỏ (7) Các giống thuộc loài Vitis vinifera có thể chia thành hai nhóm chính: Giống nho trắng: trái nho chín vỏ không có màu hay có màu lục nhạt Giống nho đỏ: trái nho chín vỏ có màu từ đỏ đến tím với các mức độ khác 1.2 Giới thiệu giống nho đỏ Giống nho đỏ chọn để sản xuất rượu vang hồng và cụ thể là giống Grenache (tiếng Tây Ban Nha: Garnacha): giống nho này trồng chủ yếu Tây Ban Nha, phía Nam nước Pháp và Ý, vùng California và Autralia Đặc điểm giống: Chiều ngang rộng, mật độ trái dày, có màu từ hồng đến đỏ Có mùi hăng, vị berry và mềm Chứa hàm lượng cồn tương đối cao dẫn đến khả kháng sâu bệnh cao, đặc biệt là nấm men Hàm lượng acid, tannin thấp Hình 2: Giống nho Grenache 1.3 Cấu tạo nho Theo cách phân loại thực vật học nho chia thành các phần: cuống, vỏ nho, thịt và hạt 1.3.1 Cuống nho Cuống nho: Chiếm từ – 6% Các hợp chất hóa học quan trọng cuống nho là tannin và khoáng mà chủ yếu là muối kali Các hợp chất tannin cuống ảnh hưởng không tốt đến mùi vị rượu vang thành phẩm (8) (9) Hình 3: Cấu tạo nho 1.3.2 Vỏ nho Vỏ nho: chiếm – 11% gồm: Lớp vỏ cutin: lớp cutin thường bao phủ lớp sáp bao phủ bên ngoài có tác dụng chống thấm nước, bảo vệ nho trước các chấn thương học, thời tiết, nước, nhiễm nấm mốc và tia cực tím Lớp biểu bì (epidermis): gồm lớp các tế bào dài xếp chồng lên và độ dày lớp tùy thuộc vào các giống nho Lớp vỏ (hypodermis): gồm hai vùng phân biệt: vùng các tế bào hình chữ nhật và vùng các tế bào hình đa giác Các tế bào này chứa lượng các hợp chất phenolic tương đối cao nho chín Các hợp chất chủ yếu là tanin, chất màu và chất hương Hàm lượng các hợp chất này ảnh hưởng đến hương, vị và màu sắc Do đó, các hợp chất này đóng vai trò quan trọng việc xác định chất lượng và cảm quan rượu Thành tế bào vỏ nho (CW): cấu thành từ các polysaccharide trung tính (cellulose, xyloglucan, arabinan, galactan, xylan và manan), 20% các chất pectin acid (62% là dạng methyl ester) khoảng 15% proanthocyanidin không tan, và <5% protein (10) cấu trúc CW xây dựng ba lớp màng chung: phiến mỏng bên ngoài, CW chính và CW thứ cấp - Phiến mỏng bên ngoài có chức liên kết các tế bào với nhau, chủ yếu cấu thành từ pectin - CW chính là thành tế bào dày phiến mỏng bên ngoài Nó bao gồm ba thành phần Thành phần đầu tiên bao gồm cellulose (8 - 25%) và xyloglucan (2550%) đóng vai trò là lớp khung suờn thành tế bào Thành phần này nằm xen vào mạng lưới thành phần thứ hai, đó là polysaccharide pectin (1035%) Phần thứ ba là các protein cấu trúc (10%) - CW thứ cấp là lớp thành dày lớp thành chính, cấu thành chủ yếu từ các vi sợi cellulose, tổ chức thành các bó song song (40-80%) CW thứ cấp chứa hemicellulose (10-40%), pectin và số lignin (5-25%) Các nghiên cứu gần đây cho các hợp chất phenol có liên kết phức tạp với các polysaccharide CW, nhốt các không bào hay liên kết với nhân tế bào các liên kết hóa học hay các tương tác vật lý 1.3.3 Thịt nho Thịt nho chiếm 80 – 85% Thịt nho là thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho Thịt nho chia làm các phần: phần bên ngoài bao gồm các mô nằm hypodermis và phận ngoại biên, phần bên là các mô giới hạn phận ngoại biên và phận quanh trục Hầu hết các tế bào phần thịt có hình tròn hay dạng trứng chứa không bào lớn và các hợp chất phenol 1.3.4 Hạt nho Hạt nho chiếm – 6% Hạt gồm có phần chính: vỏ hạt, nội nhũ và phôi Cũng hầu hết các hạt khác, nội nhũ chiếm phần lớn các hạt nho và phục vụ để nuôi dưỡng phôi thai thời gian đầu phát triển Vỏ hạt chứa lượng tannin tương đối cao Nếu tannin từ hạt nho trích ly vào dịch nho thì rượu vang có vị chát đậm Ngoài hạt nho còn có dầu, bị lẫn vào rượu vang thì giảm giá trị cảm quan sản phẩm (11) 1.4 Thành phần nho Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng 100g nho Năng lượng 288 kJ (69 kcal) Carbohydrates 18.1 g Đường 22 g Chất xơ 0.9 g Chất béo 0.6 g Protein 0.72 g Thiamine (vit B1) 0.069 mg Riboflavin (vit B2) 0.07 mg Niacin (vit B3) 0.188 mg Pantothenic acid (B5) 0.05 mg Vitamin B6 0.086 mg Folate (vit B9) μg Vitamin C 10.8 mg Vitamin K 22 μg Calcium 10 mg Iron 0.36 mg Magnesium mg Manganese 0.071 mg Phosphorus 20 mg Potassium 191 mg Sodium 3.02 mg Zinc 0.07 mg Bảng 2: Thành phần hóa học 100g nho Hợp chất Nước % 75.0 Đường (fructose, glucose và ít saccharose) 22.0 Alcohols (ethanol với hàm lượng vết terpenes, glycerols và 0.1 rượu bậc cao) Acid hữu (tartaric, malic, và ít lactic, succinic, oxalic,…) 0.9 Khoáng (potassium, calcium và ít sodium, magnesium, iron,…) 0.5 (12) Phenols (các flavonoid là các chất màu cùng các nonflavonoid 0.3 connamic acid vanillin) Các hợp chất chứa nitơ (protein, amino acid, humin, amide, 0.2 ammonia,…) Các hợp chất hương (các ester ethyl caproate, ethyl butyrate, Vết …) 1.4.1 Đường Thành phần đường chủ yếu nho là glucose và fructose Chúng thường chiếm tỷ lệ nho chín Các đường khác glucose và fructose diện nho hàm lượng không đáng kể Hàm lượng đường giống V.vinifera nhìn chung đạt tới 20% hay chín Những giống khác V.labrusca và V.rotundigolia ít đạt tới mức này Các loại đường dịch nho chia làm nhóm: đường lên men và đường không lên men Nhóm đường lên men chủ yếu gồm có glucose, fructose và saccharose Nhóm đường không lên men là đường pentose: L-arabinose, D-xylose, D-ribose 1.4.2 Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan là các polymer có nhiệm vụ liên kết các tế bào thực vật với Hợp chất pectin thuộc nhóm carbonhydrat và là hỗn hợp phức tạp polysaccharide và dẫn xuất chúng Phần lớn các chất pectin là chất keo và điều kiện định thì chúng đông tụ lại Sự có mặt pectin ảnh tới hiệu suất chiết và độ nhớt rượu vang thành phẩm 1.4.3 Acid hữu Trong nho, hai acid hữu chiếm thành phần chính là acid tartaric và acid malic.Hàm lượng hai acid này chiếm 90% tổng lượng trái nho Ngoài ra, cón có các aicd khác acid citric, acid acetic, acid gluconic Trong đó, acid acetic là acid dễ bay còn các acid khác không bay 1.4.4 Các hợp chất phenolic Các hợp chất phenolic tìm thấy chủ yếu vỏ và hạt nho Chúng có ảnh hưởng lớn đến màu sắc và mùi vị vang thành phẩm Ngoài chúng còn có hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa Các tác động kháng viêm, chống tắc nghẽn mạch máu và các bệnh (13) làm ngăn chặn hoạt động tế bào các hợp chất phenol nho đã công bố nhiều tài liệu Các hợp chất phenolic đa dạng chủ yếu gồm: các acid phenolic và dẫn xuất chúng, flavonoid, anthocyanin và tanin Các acid phenolic và dẫn xuất chúng Các acid phenolic (acid phenolcarboxylic) là các hợp chất hữu có công thức hoá học vừa chứa gốc phenol vừa chứa gốc carboxyl Các acid tìm thấy nho gồm nhóm là acid benzoic (acid gallic, acid vanillic, acid salicylic…) và acid cinamic (acid caffeic, acid pcoumaric,…) Các acid này ít dạng tự mà tự liên kết với để tạo thành ester liên kết với đường R5 COOH R5 R4 R2 R4 R3 COOH R2 R3 Flavonoid Flavonoid là các phân tử chứa vòng benzen liên kết với cấu trúc vòng carbon pyran (chứa oxy) R'3 R'3 OH HO O R'5 OH HO O R3 OH O R'5 R3 OH O Những hợp chất này thường có màu vàng Các flavonoid trích chủ yếu từ vỏ và hạt nho, và thường ít từ cuống chủ yếu gồm flavonol và flavanonol Flavonol quercetin glycoside hấp thu xạ cực tím Kết là chúng bảo vệ tế bào nho khỏi phá hủy từ tia UV Anthocyanin (14) Những hợp chất này có màu đỏ và tìm thấy chủ yếu tỏng vỏ nho Công thức cấu tạo anthocyanidin gồm vòng benzen nối với dị vòng không bão hòa và có chứa oxy Khi anthocyanidin liên kết với đường tạo thành anthocyanin Các thành phần đường làm gia tăng độ bền hóa học và độ hòa tan nước anthocyandidin Mỗi anthocyanidin có thể tạo phức các thành phần đường liên kết với acid acetic, acid coumaric, hay acid caffeic Sự phân loại anthocyanin chủ yếu dựa trên vị trí nhóm hydroxyl và methyl trên vòng B anthocyanidin Trên sở này, anthocyanin nho chia thành loại: cyanin, delphinine, malvin, peovin và petunin Thành phần và hàm lượng loại thay đổi rộng theo giống và điều kiện phát triển Tỷ lệ anthocyanin ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc và độ bền màu Cả tính chất này bị tác động trực tiếp kiểu hydroxyl hóa vòng B anthocyanidin Màu xanh gia tăng với lượng các nhóm hydroxyl tự do, màu đỏ tăng cao với mức độ methyl hóa Tannin Tannin không phải là đơn chất mà là hỗn hợp phức tạp các hợp chất có đặc tính polyphenol Chúng là các phân tử lớn với phân tử lượng trên 500 Tanin chia làm hai nhóm chính là tanin thủy phân (gồm gallotannin và ellagitannin) và tanin ngưng tụ Trong nho không chứa tanin thủy phân Tannin ngưng tụ là polymer các flavan-3-ol Khi đun nóng môi trường acid, tannin ngưng tụ giải phóng các carbocation không bền và ngưng tụ với thành phần chủ yếu là cyanidin Vì tannin ngưng tụ còn gọi là procyanidin Vỏ chứa lượng tannin cao nho và các tannin này khác với các tannin khác có mức độ polymer (DP) hóa cao và lượng gallate thấp Mức độ polymer hóa trung bình (mDP) cho tannin vỏ là khoảng 28, với 80 là DP lớn nhất, và phần trăm gallate tannin chiếm 5,16% Tannin hạt có cùng đơn vị cấu thành tannin vỏ, mDP khoảng 11 tannin hạt Tannin hạt có xu hướng dạng monomer nhiều polymer Lượng chúng giảm đáng kể quá trình chín Hàm lượng gallate hạt lớn 30%, cao vỏ và 1.4.5 Các hợp chất hương (15) Trong vỏ nho chính chứa lượng đáng kể các hợp chất hương và tiền hương Thành phần và hàm lượng các hợp chất này thay đổi tùy theo giống nho chủ yếu là terpene và sản phẩm oxy hóa chúng Terpene là nhóm quan trọng các hợp chất hương, mô tả mùi thơm nho Về hóa học, terpene cấu thành từ đơn vị isoprene năm carbon (2-methyl-1,3 butadiene) Terpene nhìn chung cấu thành từ hai, ba, bốn hay sáu đơn vị isoprene Các chất này gọi là monoterpene, sesquiterpene, diterpene, và triterpene H2C CH2 CH C CH3 Hình 4: Isoprene Terpene có nhiều nhóm chức Nhiều terpene quan trọng chứa các nhóm hydroxyl, còn gọi là các terpene alcohol Các terpene khác là ketone Terpene oxide là các terpene có cấu trúc vòng chứa oxy cấu trúc isoprenoid Terpene tồn nho hình thức, hầu hết là các monoterpene alcohol hay oxide Chúng là dạng bay và có thể đóng góp vào hương thơm nho Một nhóm khác terpene tồn dạng phức với glycoside, hay dạng diol hay triol Tuy nhiên các chất này lại không tạo hương thơm Terpene tổng hợp plastid tế bào nho 1.4.6 Các hợp chất chứa nitơ Nhiều hợp chất chứa nitơ tìm thấy nho Các hợp chất nitơ này gồm: nitơ vô ammonia và nitrate, và nitơ hữu khác bao gồm amine, amide, amino acid, pyrezine, nitrogen base, pyrimidine, protein và acid nucleic Các hợp chất nitơ phức tạp (pyrimidine, protein và acid nucleic) cần thiết cho sinh trưởng và phát triển nho 1.4.7 Enzyme Trong nho có hai nhóm enzyme quan trọng là enzym oxy hóa khử và enzyme thủy phân Đối với nhóm enzyme hóa khử, ta chú trọng đến enzyme Laccase và polyphenyloxydase (tyrosinase) Enzyme Laccase Botryris cinera tổng hợp nên và tìm thấy nho bị nhiễm vi sinh vật này Laccase có khả xúc tác tác phản ứng oxy hóa các hợp chất phenolic tạo thành D-gluconic acid Enzyme này bền với SO2 và quá trình xử lý bentonite không thể tách hoàn toàn laccase khỏi bán thành phẩm Các nhà sản xuất có thể dùng phương pháp siêu lọc trùng để loại bỏ tiêu diệt enzyme Tuy nhiên cách tốt là nên sử dụng nguồn nguyên liệu không bị nhiễm vi sinh vật này Tyrosinase (16) tìm thấy tất các giống nho Nếu có oxy, nó xúc tác phản ứng oxy hóa Tuy nhiên, enzyme này khác mẫn cảm với các điều kiện công nghệ quy trình sản xuất rượu vang Ví dụ quá trình sulfite hóa xử lý với bentonite có thể làm vô hoạt tách enzyme khỏi sản phẩm Đối với nhóm enzyme thủy phân, pectinase là nhóm thủy phân quan trọng Tùy theo loại mà enzyme này xúc tác cắt vị trí khác phân tử pectin Việc cắt mạch pectin tạo điều kiện cho việc phá hủy thành tế bào, góp phần hỗ trợ cho việc thu nhận dịch đồng thời làm giảm độ nhớt cho sản phẩm 1.5 Tiêu chuẩn chọn nguyên liệu Chỉ tiêu cảm quan: o Hình dạng: nguyên liệu nho cho sản phẩm không yêu cầu cao hình thức bên ngoài, có thể sử dụng trái bị dập vỡ hay hư hỏng phần phần đưa vào sản xuất đạt yêu cầu chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm o Màu sắc: nho Grenache có màu đỏ đậm đến tím tùy theo vùng đất o Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng Chỉ tiêu hóa lý: o Hàm lượng chất khô: Độ Brix trung bình nguyên liệu nho là khoảng 23o Chỉ tiêu vi sinh: o Bảo quản lạnh để hạn chế phát triển vi sinh vật CHẾ PHẨM Saccharomyces cerevisiae: Chế phẩm nấm mem ICV D47 Nguồn gốc: phân lập từ các trái nho trồng vùng Cotes Rhone, Pháp Tính chất sinh học: o Được phân lập từ chủng Saccharomyces cerevisiae o Có khả ức chế các vi sinh vật khác o Có khả phát triển vượt trội dịch nho nghiền có chứa các chủng Saccharomyces cerevisiae dại o Có khả thích nghi nhanh o Chịu khoảng nhiệt độ rộng từ 10 – 35oC (17) o Thành phần dinh dưỡng đơn giản phải bổ sung nitrogen vì hàm lượng nitơ nho không đủ để nấm men phát triển Tính chất vật lý o Tạo bọt thấp o Là nấm men chìm, lớp lắng không lan rộng Rượu vang có độ đục thấp 100 NTU Tính chất rượu vang o Nồng độ cồn 14% o Acid dễ bay hơi: 0.2 – 0.4g/l o Quá trình lên men malolatic diễn tốt sử dụng ICV D47 o Tính chất cảm quan tốt có tham gia β-glucosidase Non-saccharomyces: sử dụng các chủng khiết Torulaspara delbrueekii, Candida stellata, Kloeckera, Pichia,… Vi khuẩn lên men malolactic: Hầu hết chế phẩm vi khuẩn malolactic trên thị trường là các chủng thuộc loài Oenococuss oeni Ở đây nhóm chọn chế phẩm LALVIN 31 Nguồn gốc: LALVIN 31 là chế phẩm thuộc viện Kỹ thuật Vin (ITV), Pháp Tính chất sinh học: o Chịu pH thấp (pH ≥ 3.1) o Chịu nhiệt độ thấp: 13oC – 24oC o Chịu cồn: tốt (max: 14% v/v) o Tốc độ sinh trưởng: vừa phải o Hình thành biogenic amine thấp Tính chất rượu vang o LALVIN 31 giúp việc kiểm soát màu sắc thành phẩm dễ điều khiển và ổn định o Cân cảm quan tốt (do lên men nhiệt độ thấp) CÁC PHỤ LIỆU KHÁC 3.1 Đường Mục đích sử dụng: hiệu chỉnh dịch nho trước lên men (18) Chỉ tiêu chất lượng: theo tiêu chuẩn Việt Nam: Do Uỷ ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước ban hành theo định số 43/QĐ ngày 11/02/1987 Bảng 3: Chỉ tiêu cảm quan Chỉ tiêu Nội dung Ngoại hình Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục… Tinh thể đường dung dịch đường nước cất có vị Mùi vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ Tất các tinh thể trắng ngà không lẫn hạt có màu Màu sắc sẫm Khi pha nước cất dung dịch đường tương đôi Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý Chỉ tiêu Đường cát trắng hạng Hàm lượng saccharose, tính % chất khô, 99.48 không nhỏ Độ ẩm, tính % khối lượng, không lớn Hàm lượng đường khử, tính % khối lượng, không lớn Hàm lượng tro, tính % khối lượng, không lớn Độ màu, tính độ Stame, không lớn 3.2 0.08 0.13 0.10 5.00 Diammonium phosphate (NH4)2HPO4 Mục đích sử dụng: hiệu chỉnh dịch nho trước lên men Chỉ tiêu chất lượng: Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng (NH4)2HPO4 Đặc điểm Giá trị Hàm lượng diammonium phosphate, % 96 P2O5, % > 53 Nitơ % > 20 Độ ẩm % < 0.2 Pb % < 0.004 (19) As % < 0.003 Thành phần không hòa tan nước % < 0.1 3.3 Acid Tartaric Mục đích sử dụng: hiệu chỉnh độ chua trước lên men Chỉ tiêu chất lượng: theo QCVN 4-11:2010/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ gia thực phẩm - Chất điều chỉnh độ acid Bảng 6: Chỉ tiêu chất lượng acid tartaric Đặc điểm Giá trị Tinh thể không màu, mờ bột Cảm quan 3.4 tinh thể, hạt nhỏ màu trắng; không mùi Hàm lượng acid tartaric > 99,5 % Hàm lượng tro sulfate < 1% Sulfate < 0.05 % Pb < 2mg/kg Chất hỗ trợ kỹ thuật Sulfur dioxide Mục đích sử dụng: o Ức chế vi sinh vật o Ức chế thay đổi màu o Ức chế quá trình oxy các chất dịch nho và rượu vang , đặc biệt là các hợp chất phenolic Yêu cầu kỹ thuật: đây nhóm sử dụng Kali metabisulfite K2S2O5 theo QCVN 412:2010/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ gia thực phẩm - Chất bảo quản Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng K2S2O5 Đặc điểm Cảm quan Hàm lượng K2S2O5 Giá trị Hạt, bột tinh thể tinh thể không màu, trơn chảy, thường có mùi đặc trưng lưu huỳnh dioxide > 90 % (20) Thiosulfate < 0.1 % Sắt < 10 mg/kg Chì < mg/kg Selen mg/kg Bentonite Mục đích sử dụng: o Được bổ sung vào dịch nho nhằm ngăn ngừa số protein dễ bị đông tụ quá trình bảo quản và gây đục sản phẩm Yêu cầu kĩ thuật: Dạng bột màu trắng trắng nhạt, có cấu trúc rỗng, xốp (21) CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH Chùm nho đỏ Nghiền/chà tách cuống SO2 Cuống Sulfite hóa Ngâm Tách dịch nho rỉ Tách cặn Nấm men Hiệu chỉnh thành phần dich nho Hoạt hóa nấm men Lên men Vi khuẩn lactic Cuống Cặn Lên malolactic Ủ rượu Ổn định rượu Làm Rót sản phẩm Vang hồng Cặn (22) NGHIỀN/CHÀ VÀ TÁCH CUỐNG 1.1 Mục đích công nghệ Quá trình này có mục đích công nghệ là khai thác Quá trình này làm phá vỡ mô và tế bào nho để giải phóng dịch bào và các chất chiết, đồng thời tách bỏ phần cuống nho khỏi hỗn hợp nguyên liệu sau nghiền xé 1.2 - Các biến đổi quá trình Vật lý: các biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng Nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt nho bị phá vỡ và tạo điều kiện cho dịch bào thoát ngoài Nhiệt độ nguyên liệu tăng nhẹ ma sát - Hóa lý: có hòa tan oxy từ môi trường không khí vào dịch nho - Hóa học và hóa sinh: số hợp chất phenolic bị oxy hóa - Sinh học: dịch bào giải phóng, hệ vi sinh vật trên nguyên liệu dễ hập thu chất và phát triển Tuy nhiên, thời gian nghiền diễn nhanh thì biến đổi sinh học là không đáng kể 1.3 Thiết bị và thông số công nghệ Các phận chính thiết bị gồm có: thùng nạp nguyên liệu (1), hai trục nghiền (2), thùng chà và tách cuống (4) Thùng (4) có dạng hình trụ nằm ngang, thân lưới và trên trục quay có gắn các gạt Khi hoạt động, các chùm nho đưa vào khoảng không gian trống hai trục nghiền (2) và bị giảm kích thước Bán thành phẩm sau nghiền trượt theo máng (3) để vào thùng (4) Trong thùng (4), nguyên liệu tiếp tục chà và tách cuống nhờ vào tác động quay các gạt gắn trên trục (5) bên thùng (4) Hỗn hợp thịt nho, vỏ nho, hạt nho và nước nho xuyên qua các ô lưới trên thân thùng để xuống phía bên và vis tải (6) đưa ngoài thiết bị Phần cuống nho lấy cửa thoát (7) (23) Hình 5: Thiết bị nghiền/chà và tách cuống 1-Thùng chứa nguyên liệu; 2-Trục nghiền; 3-Máng dẫn nguyên liệu; 4-Thùng quay có thân lưới; 5-Trục quay; 6-Trục vis; 7-Cửa tháo cuống nho; 8-Cửa tháo hỗn hợp dịch nho, thịt nho, vỏ nho và hạt nho Thông số công nghệ: Lực tác động: lực tác động thiết bị nghiền/chà lên trái nho càng lớn thì kích thước bán thành phẩm thu sau quá trình nghiền/chà càng nhỏ Khi đó, hiệu suất thu hồi chất chiết tăng lên chất lượng dịch nho thu giảm Trong thực tế sản xuất, để thay đổi mức độ nghiền nho, người ta thay đổi vận tốc quay trục lăn và khoảng cách hai trục lăn Khi vận tốc quay trục lăn càng lớn và khoảng cách hai trục lăn càng nhỏ thì kích thước nho sau quá trình nghiền càng nhỏ Module cắt (M) nghiền nho thiết bị nghiền hai trục có tốc độ quay khác tính sau: M = (V2-V1)/V1 Trong đó: V1 và V2 là vận tốc quay hai trục lăn thiết bị nghiền (m/s) Đối với trái nho, giá trị module cắt nên dao động khoảng [0,33 – 0,75] Nhiệt độ nghiền/chà: ảnh hưởng đến trích ly các chất chiết vỏ nho SULFITE HÓA 2.1 Mục đích công nghệ Quá trình này có mục đích công nghệ là chuẩn bị và bảo quản (24) SO2 có tác dụng ức chế hệ enzyme và vi sinh vật nguyên liệu, nhờ đó mà quá trình lên men ethanol nấm men giống diễn tốt hơn, đồng thời ức chế thay đổi màu sắc các phản ứng enzyme và phi enzyme 2.2 - Các biến đổi quá trình Hóa học: khí SO2 dịch nho tồn hai dạng: 10-20% dạng tự (dạng bisulfsite dạng H2SO3 hòa tan) và 80 – 90% dạng liên kết: tạo phức với các phân tử có chứa nhóm carbonyl: aldehyde, ketone, đường và các dẫn xuất đường… Tùy theo chất hóa học phân tử có chứa nhóm carbonyl tham gia phản ứng mà chúng ta thu nhiều dạng sản phẩm khác SO2 dạng liên kết Tuy nhiên, có SO2 tồn dạng tự có khả ức chế vi sinh vật và ức chế oxy hóa Còn SO2 dạng liên kết thì không có tính này - Hóa lý: SO2 có tác dụng thúc đẩy quá trình lắng dịch nho Theo Navarre (1994), đó là ức chế hệ vi sinh vật có nguyên liệu SO2 nên không xảy tượng lên men tự nhiên hỗn hợp nho sau quá trình nghiền xé Nhờ đó mà kết lắng các cấu tử lơ lửng dịch nho diễn nhanh và hiệu 2.3 Thiết bị và thông số công nghệ Đầu tiên, ta hòa tan muối kali metabisulfite vào dịch nho (khi pha với nước có thể làm pha loãng dịch nho) để tạo thành dung dịch 10% Sau đó, dung dịch kali metabisulfite châm trên đường ống dẫn nước nho, thịt nho, vỏ nho và hạt nho từ thiết bị nghiền/chà, tách cuống sang thiết bị ngâm Lưu lượng bơm hỗn hợp nho và lưu lượng bơm dung dịch kali metabisulfite hiệu chỉnh để hoạt động đồng bộ, tức là kết thúc quá trình bơm hỗn hợp nho thì quá trình bơm dung dịch kali metabisulfite vừa kết thúc Điều này đảm bảo đảo trộn và phân bố sulfur dioxide hỗn hợp nho Để hạn chế oxy hóa, dịch nho sulfite hóa với hàm lượng – 8g/hL NGÂM 3.1 Mục đích công nghệ Quá trình này có mục đích công nghệ là khai thác và hoàn thiện Quá trình ngâm làm tăng hiệu suất trích ly số chất chiết từ phần thịt nho và vỏ nho vào dịch nho, đồng thời cải thiện số tiêu hóa lý dịch nho 3.2 Các biến đổi quá trình (25) - Hóa lý: Các hợp chất hòa tan nước từ phần thịt nho và vỏ nho tiếp tục chiết rút vào dịch nho Đó là chất có phân tử lượng nhỏ đường đơn giản, acid amin, acid hữu cơ, muối khoáng… các phân tử lượng lớn pectin, enzyme, các hợp chất phenolic… và cấu tử hương và tiền hương Một số chất chiết tái hấp phụ lên bề mặt pha rắn hỗn hợp vỏ nho Hiện tượng này làm giảm hiệu suất thu hồi chất chiết quá trình ngâm - Hóa học: có thể xảy số phản ứng hóa học Trong trường hợp có oxygen, các hợp chất phenolic bị oxy hóa Các sản phẩm oxy hóa tạo thành có thể tiếp tục tham gia phản ứng ngưng tụ Những phản ứng này làm thay đổi giá trị cảm quan (màu sắc và vị) dịch nho Anthocyanin có thể tạo phức với tannin Phức tạo thành có cường độ màu cao và độ bền màu tốt so với anthocyanin dạng tự Kali phản ứng với tartaric acid và tạo thành muối kết tủa Phản ứng này làm tăng giá trị pH dịch nho - Hóa sinh Các enzyme pectinase thuộc nhóm depolymer hóa xúc tác phản ứng phân cắt mạch phân tử pectin và làm giảm phân tử lượng chúng, từ đó làm giảm độ nhớt hỗn hợp Biến đổi này xem là có lợi vì trích ly chất chiết tăng cường độ nhớt hỗn hợp giảm xuống Enzyme pectin esterase xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester phân tử pectin và giải phóng methanol Hệ là làm tăng hàm lượng methanol dịch nho - Sinh học Hỗn hợp nho sau quá trình nghiền/ chà và tách cuống có chứa hệ vi sinh vật; điển hình là nấm men và vi khuẩn Chúng sử dụng các chất dinh dưỡng nước nho để sinh trưởng và tạo nhiều sản phẩm trao đổi chất ngoại bào Những biến đổi sinh học này xem là bất lợi và ảnh hưởng đến tiến trình lên men vang và chất lượng sản phẩm 3.3 - Thiết bị và thông số công nghệ Thiết bị: (26) Thiết bị có dạng hình trụ đứng Tại thân trục hình trụ, phía trên có gắn phận vừa để khuấy đảo, vừa để chứa tác nhân hiệu chỉnh nhiệt độ; phía có gắn trục vít để tháo bã Phần thân trụ có hai đáy hình côn Đáy bên là mặt lưới có vai trò ngăn bã quá trình tháo dịch lỏng khỏi thiết bị Xung quanh thân thiết bị và phần đáy có bố trí vỏ áo không liên tục để hiệu chỉnh nhiệt độ quá trình ngâm Phía trên đỉnh thiết bị có gắn động nối với trục phần thân trụ để truyền động cho phận khuấy Khi quá trình ngâm kết thúc, đầu tiên, người ta tháo dịch nho (pha lỏng) qua cửa đáy Phần bã gồm vỏ nho và hạt nho tập trung khu vực trên đáy lưới Sau đó, nhờ hoạt động vít tải, người ta tháo phần bã ngoài qua cửa đáy - Thông số công nghệ: Quá trình ngâm thực nhiệt độ thấp (không quá 20oC) khoảng thời gian từ 10h – 36h Khi kết thúc quá trình ngâm, phần dịch nho rỉ tháo để sản xuất vang hồng Phần rắn đem ép để tận thu dịch ép Phần dịch nho rỉ còn lại cùng với dịch ép đem sản xuất rượu vang đỏ Hình 6: Thiết bị ngâm (27) 1-Trục vis tháo bã 2-Thùng hình trụ; 3-Bộ phận khuấy và hiệu chỉnh nhiệt độ; 4-Dao tháo bã; 5-Van lấy mẫu; 6-Ống xoắn để hiệu chỉnh nhiệt độ; 7-Của tháo bã và sản phẩm TÁCH DỊCH NHO RỈ 4.1 Mục đích công nghệ Quá trình có mục đích công nghệ là chuẩn bị và hoàn thiện Quá trình nhằm mục đích phân riêng dịch nho và bã nho Dịch nho rỉ có chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng cao, đặc biệt là hàm lượng các loại đường lên men cho nấm men vang Việc tách dịch nho rỉ khỏi bã nho còn nhằm nâng cao chất lượng thành phẩm 4.2 Các biến đổi quá trình Sau quá trình tách, ta thu dịch nho và bã nho Dịch nho thu khác hỗn hợp ban đầu số tiêu vật lý màu sắc, độ trong, tỷ trọng… Các phản ứng hóa học, hóa sinh và biến đổi sinh học diễn không đáng kể 4.3 Thiết bị và thông số công nghệ Hình 7: Thiết bị tách dịch nho rỉ (28) 1-Thân thiết bị; 2-Cửa nạp nguyên liệu; 3-Ống lưới tạo kênh thoát dịch nho rỉ; 4-Cửa đáy; 5-Cửa thoát dịch nho rỉ; 6-Cửa thoát vỏ nho và hạt nho Thiết bị có dạng hình trụ đứng, đáy nón Cửa đáy (4) có kích thước rộng để tháo sản phẩm dễ dàng Bên thiết bị có ống lưới (3) để tạo kênh thoát dịch nho rỉ Ống lưới (3) có thể tháo ráp Trước hoạt động, người ta lắp ống lưới (3) vào bên thiết bị Hỗn hợp dịch nho, vỏ nho và hạt nho nạp vào thiết bị theo cửa số (2) Dưới tác động trọng lực, pha rắn tập trung phần đáy nón thiết bị; còn pha lỏng qua ống lưới (3) và thoát ngoài qua cửa (5) Khi kết thúc quá trình tách dịch nho rỉ, người ta tháo ống lưới (3) khỏi thiết bị; sau đó tháo pha rắn gồm vỏ và hạt nho ngoài qua cửa (6) Phần pha rắn này đem ép để tách dịch nho ép Thông số công nghệ: Áp suất: áp suất ảnh hưởng đến trở lực đó ảnh hưởng đến quá trình tách dịch nho rỉ Khi áp suất tăng từ đến 100 kPa thì trở lực R tăng Tuy nhiên, tốc độ thu hồi dịch nho rỉ tăng Ngược lại, áp suất tăng cao 100 kPa thì trở lực R tăng lớn, tốc độ thu hồi dịch nho rỉ giảm Tỷ lệ phần diện tích đục lỗ so với tổng diện tích bề mặt đáy lưới: 10%, = 4-5mm TÁCH CẶN VÀ LÀM TRONG 5.1 Mục đích công nghệ Quá trình tách cặn và làm có mục đích công nghệ là hoàn thiện và chuẩn bị Quá trình làm dịch nho trước lên men cải thiện mùi hương và làm giảm nồng độ sắt rượu vang hồng thành phẩm Ngoài ra, quá trình xử lý này giúp làm giảm độ nhớt dịch nho, giúp quá trình truyền khối diễn tốt lên men 5.2 - Các biến đổi quá trình Vật lý: Sau quá trình xử lý, cặn tách khỏi dịch Một số đại lượng vật lý tỷ trọng, độ nhớt dịch sau lắng có khác biệt so với dịch ban đầu Nếu thời gian xử lý kéo dài, nhiều biến đổi hóa sinh và sinh học có thể xảy (29) - Hóa sinh: Trong quá trình lắng, các enzyme có nguồn gốc từ nguyên liệu nho xúc tác các phản ứng Điển hình là các phản ứng thủy phân pectin, protein và phản ứng oxy hóa các hợp chất phenolic… Các phản ứng thủy phân pectin và protein xem là có lợi vì chúng làm giảm độ nhớt thúc đẩy quá trình lắng diễn nhanh và làm tăng độ bền keo sản phẩm Ngoài ra, phản ứng thủy phân protein làm tăng các hàm lượng các peptide mạch ngắn, acid amin… để cung cấp nguồn chất nitơ cho nấm men vang quá trình lên men sau này Tuy nhiên, phản ứng oxi hóa các hợp chất phenolic xem là bất lợi cho chất lượng rượu vang - Sinh học: Các vi sinh vật có dịch nho hoạt động suốt thời gian xảy quá trình lắng Tuy nhiên, có quá trình sulfite hóa trước đó nên phần lớn các enzyme, vi sinh vật gần đã bị ức chế; vì các phản ứng hóa học, hóa sinh và biến đổi sinh học diễn không đáng kể 5.3 - Thiết bị và thông số công nghệ Thiết bị: Thiết bị có dạng hình trụ đứng, có cửa để nạp dịch lỏng Cửa tháo bã đáy thiết bị Khi quá trình lắng kết thúc, dịch lỏng bơm qua đường dẫn đưa từ ngoài vào Hình 8: Thiết bị lắng (30) 1-Cửa nạp nguyên liệu; 2-Cửa tháo pha lỏng; 3-Cửa tháo bã - Thông số công nghệ: Thông thường, để tránh phát triển vi sinh vật các phản ứng hóa học không mong muốn, dịch nho làm lạnh – 10oC trước bơm vào thiết bị lắng Tuy nhiên, nhiệt độ thấp làm gia tăng độ nhớt và tốc độ lắng giảm Để khắc phục, ta sử dụng bentonite để hỗ trợ quá trình lắng cho bentonite vào nước tạo huyền phù với các cấu tử phân tán tích điện âm Các cấu tử này liên kết với protein tích điện dương dịch nho Sử dụng bentonite quá trình lắng hỗ trợ tách protein và enzyme tyrosinase khỏi pha lỏng Các protein hòa tan dịch nho là chất keo làm tăng độ nhớt nên làm giảm tốc độ lắng các cấu tử rắn Xử lý dịch nho với bentonite còn làm giảm nồng độ anthocyanin, từ đó làm giảm cường độ màu rượu vang thành phẩm Ngoài ra, bentonite còn hấp phụ thuốc diệt nấm sử dụng quá trình trống trọt và bị lẫn vào dịch nho Độ đục dịch nho sau quá trình xử lý làm nên dao động khoảng khoảng 50 – 250 NTU Nếu độ đục dịch nho nhỏ 50 NTU thì quá trình lên men diễn chậm chạp Còn độ đục dịch nho tăng cao 250 NTU thì rượu vang thành phẩm có mùi cỏ (*Tùy theo chất lượng huyền phù ban đầu và cấu hình thiết bị sử dụng mà thời gian lắng thường dao động khoảng – 16h.) HIỆU CHỈNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT TRƯỚC KHI LÊN MEN VANG 6.1 Mục đích công nghệ Quá trình hiệu chỉnh hàm lượng số chất trước lên men vang để chuẩn bị cho quá trình lên men diễn thuận lợi 6.2 Các biến đổi quá trình Chủ yếu là các biến đổi hóa lý độ chua (pH) dịch nho, hàm lượng đường, hàm lượng các hợp chất N… 6.2.1 Hiệu chỉnh độ chua (31) Mục đích việc hiệu chỉnh độ chua dịch nho là để đưa pH thích hợp cho sinh trưởng nấm men vang Độ chua dịch nho biểu diễn dạng số gram sulfuric acid tartaric acid có lít mẫu phân tích Tăng độ chua dịch nho Dịch nho có độ chua thấp thường dễ bị nhiễm vi sinh vật, ảnh hưởng nhiều đến giá trị cảm quan và độ bền sinh học vang hồng thành phẩm Phương pháp: Hiện nay, phương pháp sử dụng acid hữu làm tăng độ chua sử dụng phổ biến Acid thường sử dụng là tartaric acid, hai acid đường tìm thấy với hàm lượng cao nho Tartaric acid ít bị các vi sinh vật nhiễm chuyển hóa, đó việc sử dụng acid này để tăng độ chua ít gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng vang thành phẩm OH OH O O OH OH Giảm độ chua dịch nho Khi nguyên liệu nho có độ chín chưa đạt yêu cầu, hàm lượng acid hữu dịch nho tăng cao, thường hàm lượng malic acid cao tartaric acid Để giảm độ chua dịch nho, cần giảm hàm lượng acid này dịch Phương pháp: phổ biến là phương pháp hóa học, sử dụng calcium carbonate (CaCO3) và kali bicarbonate (KHCO3) Hai muối này kết tủa với tartaric acid CaCO3 + H2(C4H4O6) 100 g → 150 g KHCO3 + H2(C4H4O6) 100 g → 150 g → Ca(C4H4O6)↓ + CO2↑ + H2O + CO2↑ + H2O Calcium tartarate → KH(C4H4O6)↓ Kali hydrogen tartarate 6.2.2 Hiệu chỉnh hàm lượng đường Thông thường, nhà sản xuất thường có xu hướng tăng hàm lượng đường dịch nho để quá trình lên men có thể diễn nhanh hơn, sản phẩm có độ cồn mong muốn và điều khiển vị sản phẩm Để tạo nồng độ ethanol 1% v/v thì nồng độ đường dịch nho trước lên men là 18 g/l Thực tế cho thấy vài trường hợp, dịch nho có nồng độ (32) đường thấp giá trị yêu cầu Khi đó các nhà sản xuất cần lựa chọn phương án bổ sung đường vào dịch nho Phương pháp đơn giản là bổ sung đường vào dịch nho Loại đường thường bổ sung là đường saccharose tinh luyện, giá thành rẻ hai loại đường dịch nho là glucose và fructose, và nấm men có thể chuyển hóa saccharose nhờ enzyme βfructofuranosidase Để tạo 1% v/v ethanol cần bổ sung 16 – 19 g/l saccharose Tuy nhiên lượng saccharose tính toán cho ethanol không tăng quá 2% v/v Thời điểm bổ sung: trước cấy giống cuối pha sinh trưởng logarith nấm men vang 6.2.3 Hiệu chỉnh hàm lượng hợp chất nitrogen Khi hàm lượng nitrogen dịch nho thấp, quá trình lên men vang diễn chậm Để khắc phục điều này, nhà sản xuất có thể bổ sung các hợp chất chứa nitrogen vào dịch nho Thông thường, người ta sử dụng nguồn nitrogen vô với chi phí rẻ, diammonium phosphate (NH4)2HPO4 ammonium sulfate (NH4)2SO4 Các hợp chất nitrogen bổ sung vào dịch nho thời điểm: trước cấy giống và sau cấy giống – ngày 6.2.4 Bổ sung oxygen Oxygen cần bổ sung để nấm men vang sinh trưởng, tăng sinh khối Thông thường, oxygen bổ sung khoảng ngày lên men thứ đến ngày lên men thứ Lúc này nấm men vang cuối pha sinh trưởng logarith Đây là thời điểm bổ sung các hợp chất nitrogen đường saccharose (nếu có) vào dịch lên men 6.2.5 Bổ sung số thành phần khác Các thành phần khác vitamin, khoáng và các yếu tố sinh trưởng bổ sung vào dịch nho, giúp cho nấm men vang lên men nhanh và triệt để 6.3 Thiết bị và thông số công nghệ Quá trình hiệu chỉnh thực thùng chứa dịch nho trước lên men Người ta hòa tan hóa chất vào nước trộn hỗn hợp này vào khối thể tích dịch nho đem lên men LÊN MEN ETHANOL (33) 7.1 Mục đích công nghệ Quá trình lên men ethanol là quá trình quan trọng quy trình sản xuất rượu vang Quá trình này có mục đích công nghệ là chế biến Dịch nho sau trải qua quá trình lên men biến đổi sâu sắc thành phần hóa học và chuyển thành rượu vang 7.2 - Các biến đổi quá trình Vật lý: có thay đổi thể tích và tỷ trọng dịch nho, nhiệt độ tăng phát triển nấm men - Hóa học và hóa sinh: có thay đổi độ chua (pH) dịch lên men Thành phần hóa học dịch nho biến đổi sâu sắc quá trình lên men ethanol Dễ thấy đó là chuyển hóa từ đường sang ethanol Một số sản phẩm hình thành acetaldehyde, rượu cao phân tử… Trong quá trình lên men xảy các chu trình chuyển hóa: chu trình đường phân,… Trong quá trình lên men, nhiều sản phẩm trao đổi chất sinh và thải ngoài Một số loại sản phẩm trao đổi chất acid hữu và acid béo, rượu cao phân tử, methanol, polyol, các hợp chất carbonyl, ester, các hợp chất chứa lưu huỳnh, urea, bioamine và ethylcarbamate… - Các acid hữu tổng hợp là pyruvic, lactic, acetic, succinic, fumaric, oxaloacetic… Các acid béo cần quan tâm là ba acid béo no: caproic (C6), caprylic (C8) và capric (C10) O O H3C H3C OH OH OH OH OH Acetic acid O O Lactic acid Succinic acid O OH H O O O OH Fumaric acid - H O H HO Oxaloacetic acid Các rượu cao phân tử tổng hợp là n-propanol, isobutyl alcohol (2-methylpropan-1-ol), amyl alcohol (2-methyl-butane-1-ol, 3-methyl-butane-1-ol)… (34) H3C H3C OH n-propanol - H3C CH3 OH OH CH3 2-methyl-butane-1-ol 3-methyl-butane-1-ol Methanol có mặt rượu vang có nguồn gốc từ thành phần pectin nho nguyên liệu Đây là sản phẩm thủy phân các gốc methoxyl pectin - Các polyol rượu vang đáng chú ý là glycerol và butane-2,3-diol OH H3 C OH HO OH OH Glycerol - CH3 Butane-2,3-diol Các hợp chất carbonyl rượu vang đa dạng Người ta đã phát khoảng 25 aldehyde và 20 ketone rượu vang Tiêu biểu là acetaldehyde (aldehyde), butane-2,3-dione và pentane-2,3-dione (ketones) O O H3C H3C H CH3 CH3 H3 C O Acetaldehyde - O O Butane-2,3-dione (Diacetyl) Pentane-2,3-dione Tương tự các hợp chất carbonyl, người ta phát nhiều hợp chất esters rượu vang (163 loại) Có thể chia các esters làm hai nhóm chính: ester ethanol và acid, ester acetic acid và các rượu khác - Các hợp chất chứa lưu huỳnh bao gồm hydrogen sulfide, alkyl thiol, alkyl thioketone, alkyl thioester… H3C SH HO Ethyl mercaptan SH H3C 2-mercaptoethanol SH H3C OH CH3 CH3 4-mercapto-4-methylpentane-2-ol SH Methanethiol H3C OH SH 3-mercaptohexane-1-ol (35) - Một số hợp chất chứa nitrogen nấm men tổng hợp bao gồm urea, các bioamine Urea có thể phản ứng với ethanol sinh ethyl carbamate H2N NH2 NH2 H2N O Urea H2N (CH2)4 N Putrescine (CH2)3 NH2 H2N (CH2) N H H Spermidine (CH2)4 N (CH2)3 NH2 H Spermine H2N O CH3 O Ethyl carbamate Bảng 8: Tóm tắt số hợp chất rượu vang Hợp chất Acid hữu Acid béo Rượu cao phân tử - n-propanol - dầu fusel Methanol Polyol - Glycerol - Butane-2,3-diol Hợp chất carbonyl - Acetaldehyde - Diacetyl Pentane-2,3-dione Ester Nguồn gốc - Chu trình đường phân - Chu trình Krebs - Quá trình dị hóa đường - Val, Ile, Leu Thủy phân pectin - Acetic acid ảnh hưởng xấu đến mùi vị - Succinic acid tạo vị mặn và đắng - Acid béo có khả ức chế hoạt tính lên men Cấu tử hương nồng độ < 300 mg/l Nồng độ cao gây mùi khó chịu Chất độc LD50 = 350 mg/kg - Sản phẩm phụ - Khử acetoin và diacetyl - Cấu trúc (độ nhớt) và vị - Cấu trúc - Sản phẩm trung gian - Phụ phẩm quá trình sinh tổng hợp Val, Ile Phản ứng ester hóa alcohol và acid hữu - Nồng độ cao: mùi cỏ/mùi lá xanh - Tạo mùi “bơ” (butter flavor) cho rượu vang Tạo hương, tăng giá trị cảm qua nồng độ định Hợp chất chứa S - H2S - Chuyển hóa sulfate - Các hợp chất khác - Chuyển hóa chất chứa S Hợp chất chứa N - Urea - Bioamine Ảnh hưởng đến chất lượng vang - Chuyển hóa arginine - Chuyển hóa ornithine - Mùi trứng thối - Mùi khó chịu Một vài hợp chất có mùi hương nồng độ thấp - Chuyển hóa thành ethyl carbamate - Ảnh hưởng xấu, chất độc (36) - Ethyl carbamate - Dẫn xuất urea và EtOH - Có khả gây bệnh ung thư - Hóa lý: Có hòa tan phần CO2 vào dịch lên men - Sinh học: tăng sinh khối nấm men Bảng 9: Hàm lượng số hợp chất rượu vang Hợp chất Acid hữu Acid béo Rượu cao phân tử - n-propanol - dầu fusel Methanol Polyol - Glycerol - Butane-2,3-diol Hợp chất carbonyl - Acetaldehyde - Diacetyl - Pentane-2,3-dione Ester Hợp chất chứa S - H2S - Các hợp chất khác Hợp chất chứa N - Urea - Bioamine - Ethyl carbamate 7.3 - Hàm lượng - 100 – 300 mg/l (acetic), g/l (succinic) - Vài mg/l Tổng 150 – 550 mg/l 30 – 35 mg/l - – 20 g/l - Thấp - 100 mg/l - 7.5 mg/l 50 – 80 mg/l (ethyl acetate), vài mg/l (các ethyl esters và acetate esters) - Thấp - Thấp - Hàm lượng kiểm soát - Hàm lượng kiểm soát - Tối đa cho phép 15μg/l Thiết bị và thông số công nghệ Thiết bị: Thiết bị lên men rượu vang hồng là thiết bị hình trụ đứng làm thép không rỉ, có nắp đậy phía trên Hệ số sử dụng thể tích thiết bị lên men là 90% Thiết bị có hai lớp vỏ áo để điều chỉnh nhiệt độ Trên thiết bị gắn cảm biến định mức, cảm biến nhiệt độ và pH để kiểm soát phần thể tích dịch lên men, nhiệt độ bên thiết bị và pH dịch lên men Quá trình lên men kết thúc lượng đường sót không thay đổi - Thông số công nghệ: - Nhiệt độ lên men: 18 – 20oC (37) - Áp suất: áp suất khí - Thời gian lên men: – 10 ngày Hình 9: Cấu tạo thiết bị lên men vang Hình 10: Thùng lên men thép không rỉ LÊN MEN MALOLACTIC 8.1 Mục đích công nghệ Mục định công nghệ quá trình lên men malolactic là hoàn thiện Trước đây, số nhà sản xuất cho rẳng rượu vang hồng không cần trải qua quá trình lên men malolactic; nguyên nhân là để giữ lại mùi hương trái cây và độ tươi sản phẩm Hiện (38) nay, các nhà khoa học cho quá trình lên men malolactic không ảnh hưởng xấu đến mùi hương rượu vang, quá trình này cải thiện vị sản phẩm 8.2 Các biến đổi quá trình - Vật lý: nhiệt độ tăng hoạt động vi sinh vật - Hóa học và hóa sinh: trao đổi chất vi sinh vật Quá trình lên men malolactic nhóm vi khuẩn lactic có enzyme malolactic thực Phổ biến là loài vi khuẩn Oenococcus oeni Khi đã tích lũy lượng sinh khối không thấp 106 cfu/ml, các vi khuẩn bắt đầu chuyển hóa Biến đổi quan trọng quá trình này là chuyển hóa acid malic thành acid lactic và carbon dioxide HOOC CH2 CH COOH HOOC CH2 OH Malic acid (1g) CH COOH + CO2 OH Lactic acid (0.67g) Carbon dioxide (0.33g) Trong quá trình lên men malolactic, vi khuẩn lactic ngoài sử dụng chất là malic acid để chuyển hóa thành lactic acid còn sử dụng chất khác dịch lên men để phục vụ quá trình trao đổi chất và sản sinh nhiều sản phẩm trao đổi chất ngoại bào khác Do đó cần phải kiểm soát tốt quá trình lên men malolactic để đảm bảo các tiêu vầ chất lượng sản phẩm Dị hóa đường Oenococcus oeni là vi khuẩn dị hình Nếu dung dịch lên men có hexose, vi khuẩn này dị hóa hexose theo chu trình pentose phosphate Sản phẩm là xylulose-5-phosphate Chất này chuyển hóa tiếp thành acid lactic ethanol (39) H3C C CH2 CH2 CH2 O P O Xylulose-5-phosphate Pi H2 O OH H3C C Acetyl phosphate O O P O CH C CH2 O P H Glyceraldehyde-3-phosphate + NADPH + H Pi + NADP Acetaldehyde H3C CH O + NADPH + H + Ethanol - NADP H3C CH2 OH CH3 -CHOH-COO + 2ATP Lactate Hình 11: Chuyển hóa xylulose-5-phosphate thành acid lactic và ethanol vi khuẩn Dị hóa glycerol Glycerol xem là cấu tử có ảnh hưởng tốt đến cấu trúc và vị rượu vang thành phẩm Do đó, chuyển hóa glycerol xem là gây ảnh hưởng bất lợi đến giá trị cảm quan sản phẩm Một số loài vi khuẩn lactic có khả chuyển hóa glycerol, điển hình là L hilgardii và L diolivorans H2C OH HC OH Glycerol dehydratase Propane-1,3-dioldehydrogenase NAD + NADH, H Dihydroxyacetone-P 3-HPA + NADH, H NAD HO CH2 CH2 CH2 OH Propane-1,3-diol H2C OH Glycerol dehydratase dihydroxyacetone kinase H2C CH CHO Acrolein Glyceraldehyde-3-P NAD + NADH, H Pyruvate NAD + NADH, H CH3 -CHOH-COOH Lactic acid Hình 12: Chuyển hóa glycerol vi khuẩn lactic (HPA: β-hydroxypropionaldehyde) (40) Dị hóa amino acid Một số loài vi khuẩn lactobacilli có thể lên men dị hình không bắt buộc và số chủng thuộc loài Oenococcus oeni có khả chuyển hóa arginine theo chu trình arginine deiminase NH NH C NH2 H 2O Arginine deiminase NH (CH3)3 NH3 COOH Arginine NH3 + CO2 NH (CH3 )3 HC NH2 ATP C NH2 HC NH2 COOH Citrulline ADP O Ornithine carbamoyltransferase C NH2 Carbamate kinase O P Carbamyl P NH2 (CH3)3 HC NH2 COOH Ornithine Hình 13: Chu trình arginine deiminase Một số sản phẩm phụ khác: ammonia, carbon dioxide, ornithine Citrulline xem là tiền chất tổng hợp ethyl carbamate Một số chủng thuộc giống Oenococcus oeni có enzyme histidine decarboxylase, dị hóa histidine thành histamine Một số giống L brevis và L hilgardii có enzyme tyrosine decarboxylase, dị hóa tyrosine thành tyramine Các bioamine này độc, hàm lượng vang thấp và không gây độc Sinh tổng hợp polysaccharide ngoại bào Trong nhóm vi khuẩn lên men malolactic rượu vang, có loài Pediococcus damnosus Loài này có khả tổng hợp glucan – polysaccharide ngoại bào Với nồng độ polysaccharide xấp xỉ 100 mg/l, độ nhớt sản phẩm tăng đáng kể gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm (41) H OH HO O H H H O HO H O H H O OH H H OH HO H O O H OH H H H H O OH HO H O OH H O H O O H H H O H H O OH HO H H H H H HO OH OH HO H H HO OH Hình 14: Polysaccharide ngoại bào sinh tổng hợp Peiococcus damnus - Hóa lý: có thay đổi độ chua, độ bền keo vang Độ chua sản phẩm giảm xuống Thông thường, 1g malic acid chuyển hóa thành acid lactic thì độ chua rượu vang giảm 0.4 g/l tính theo acid sulfuric 0.6 g/l tính theo tartaric acid - Sinh học: sinh trưởng các vi khuẩn lactic 8.3 Thiết bị và thông số công nghệ Quá trình lên men malolactic tiến hành cùng thiết bị với quá trình lên men ethanol Sau quá trình lên men ethanol kết thúc, người ta cấy vi khuẩn lên men malolactic vào thùng lên men và bắt đầu quá trình lên men malolactic Thông số công nghệ: - Nhiệt độ lên men: 20 – 25oC - Thời gian lên men: -6 ngày Ủ RƯỢU 9.1 Mục đích công nghệ Mục đích công nghệ quá trình ủ chín là hoàn thiện Sau quá trình ủ, các tiêu cảm quan vang cải thiện 9.2 Các biến đổi quá trình - Vật lý: độ cải thiện - Hóa học: (42) Có nhiều phản ứng xảy làm thay đổi màu sắc (cường độ màu) Thực tế sản xuất vang hồng, người ta không mong muốn tăng cường độ màu, vì làm thay đổi màu sắc đặc trưng vang hồng Quan trọng là biến đổi tannin: Phản ứng tạo phức tannin với protein và polysaccharide Tannin có thể tạo phức với protein và chuyển sang dạng kết tủa Phản ứng tạo kết tủa tannin và protein xảy thành phần này có nguồn gốc khác Các procyanidin có thể tạo phức với polysaccharide trung tính, polysaccharide acid và glycoprotein Hàm lượng tannin sản phẩm giảm làm giảm độ chát sản phẩm Phản ứng polymer hóa procyanidin Các procyanidin có thể tham gia phản ứng polymer hóa đồng thể dị thể Các procyanidin có thể kết hợp với nhau, tạo các homopolymer (phản ứng polymer hóa đồng thể) Phản ứng polymer hóa dị thể tạo các heteropolymer Khi rượu vang có chứa các gốc tự do, chúng cùng tham gia phản ứng polymer hóa với tannin Phản ứng này có thể tạo dodecamer, các dodecamer có thể kết lại bới nhờ tương tác kị nước và kết tủa Hệ là hàm lượng tannin vang giảm và độ chát rượu thay đổi OH HO H O OH H OH HO H OH H O HO OH H HO H OH HO O OH H OH H OH HO H HO OH H OH O H HO OH Hình 15: Tetrameric procyanidin – sản phẩm phản ứng polymer hóa đồng thể (43) Phản ứng ngưng tụ tannin và anthocyanin Có ba dạng phản ứng ngưng tụ tannin và anthocyanin: - Dạng (A-T): phản ứng ngưng tụ trực tiếp - Dạng (T-A): phản ứng ngưng tụ trực tiếp tương tự dạng - Dạng 3: phản ứng ngưng tụ gián tiếp Nhìn chung các phản ứng ngưng tụ tannin và anthocyanin làm thay đổi màu sắc rượu vang và làm cho màu sắc sản phẩm trở nên bền trước tác động oxygen, sulfur dioxide thay đổi pH Đây là ảnh hưởng tích cực đến giá trị cảm quan rượu vang Phản ứng oxy hóa tannin Các hợp chất phenolic nói chung và tannin nói riêng dễ bị oxy hóa Sự oxy hóa có thể enzyme không enzyme xúc tác Các enzyme xúc tác có nguồn gốc từ trái nho (tyrosinase) từ vi sinh vật nhiễm trên trái nho (laccase từ Botrytis cinerea) Đây là phản ứng phổ biến sản xuất rượu vang Trong môi trường acid, sản phẩm chủ yếu phản ứng oxy hóa tannin là các polymer và chất không tan có màu nâu Các phản ứng chuyển hóa anthocyanin - Phản ứng phân hủy nhiệt: phản ứng này làm màu anthocyanin - Phản ứng phân hủy oxy hóa: tạo sản phẩm có màu (đỏ) - Phản ứng với các hợp chất có liên kết đôi phân cực: tạo hàm lượng thấp các chất có màu, nhiên màu sắc chúng bền trước tác động pH và SO2 Các phản ứng chuyển hóa cấu tử hương Một số cấu tử hương bị biến đổi quá trình ủ vang Ví dụ ester bị thủy phân trở lại thành acid và rượu Những hợp chất hương có nguồn gốc từ trái nho bị biến đổi Điều này là không mong muốn vang hồng, hương vị đặc trưng vang hồng là hương vị trái cây đến từ các cấu tử này - Hóa lý: có thay đổi độ bền các hệ keo vang, số hợp chất kết tủa, hàm lượng tannin vang giảm 9.3 Thiết bị và thông số công nghệ Do có hương vị trái cây nên quá trình ủ rượu vang hồng thường thực thiết bị thép không rỉ và thời gian ủ không kéo dài (44) Hình 16: Thiết bị ủ vang thép không rỉ Thông số: thông số quan trọng quá trình ủ là thời gian ủ Đối với vang hồng, thời gian ủ ngắn nhiều so với vang đỏ Thông thường thời gian ủ vang hồng là không quá năm Nhiệt độ ủ: 10oC 10 ỔN ĐỊNH RƯỢU 10.1 Mục đích công nghệ Mục đích quá trình xử lý với hóa chất là để hoàn thiện và bảo quản sản phẩm Trong quá trình ủ rượu, có nhiều biến đổi xảy các thành phần rượu vang Kết là các hệ keo vang bị thay đổi Một số chất bị kết tủa, có thay đổi thành phần và kích thước các hạt keo Do đó việc giảm nồng độ các hợp chất này rượu là cần thiết để ngăn ngừa tượng lắng cặn chai quá trình bảo quản sản phẩm Một số thành phần rượu vang có khả gây nên tượng lắng cặn: - Tannin và protein: tannin rượu vang có thể bị oxi hóa để tạo thành chất keo, các chất này dễ chuyển pha gây cặn rượu vang Ngoài tannin cùng anthocyanin có thể tham gia phản ứng polymer hóa hình thành chất keo và kết tủa Protein rượu vang trạng thái keo, điều kiện hóa lý thay đổi thì protein có thể đông tụ tạo cặn - Sắt và đồng: các ion này xuất xứ từ thiết bị chứa học đường ống dẫn thép không rỉ, từ các tác nhân hóa học xử lý rượu vang (45) - K+, Ca2+ và tartrate: Khi hàm lượng kali bitartrate rượu vang tăng cao giá trị bão hòa thì có thể làm kết tinh tinh thể muối sản phẩm (wine diamonds) Hình 17: Wine diamonds 10.2 Các biến đổi quá trình - Hóa học: phản ứng các cấu tử rượu vang với các tác nhân hóa chất - Hóa lý: đông tụ, chuyển pha vài cấu tử rượu vang Quá trình xử lý với hóa chất dùng để xử lý các thành phần tannin, protein và các ion kim loại sắt, đồng Xử lý tannin rượu vang Để ngăn ngừa lắng cặn tannin gây ra, các nhà sản xuất thường sử dụng các tác nhân hóa học có chất là protein Do tannin có thể tương tác với protein tao6 thành phức có kích thước lớn kết tủa và tách quá trình làm Một số chế phẩm thường sử dụng để xử lý tannin: gelatin, thạch keo, albumin, PVPP… Xử lý protein rượu vang Có nhiều tác nhân hóa học hạn chế tượng đông tụ protein rượu vang, hai tác nhân thường sủ dụng là tannin và bentonite Xử lý sắt Tác nhân hóa học dùng để tách sắt khỏi rượu vang là citric acid và calcium phytate Cả hai tác nhân này phản ứng với sắt tạo kết tủa OH HO HO O O OH Citric acid P O OH HO HO HO OH O P O P OH O O O O O O O O HO P O HO OH Phytic acid P OH OH O P OH (46) Xử lý đồng Cặn đồng có màu đỏ, tạo thành điều kiện không có oxygen sau rượu vang đã rót vào chai thủy tinh Ngày người ta sử dụng bentonite để tách phần protein có thể tạo phức với đồng để ngăn ngừa hình thành cặn đồng rượu 10.3 Thiết bị và thông số công nghệ Thường sau ủ, dịch nho dẫn đến thùng xử lý thông qua hệ thống đường dẫn Thiết bị xử lý thường là thùng chứa làm thép không rỉ, bên có cánh khuấy không có cánh khuấy tùy theo thể tích lượng rượu vang cần xử lý Trong trường hợp thể tích rượu vang cần xử lý lên đến vài ngàn lít cao hơn, các nhà sản xuất tiến hành châm dung dịch các tác nhân hóa học trên đưởng dẫn rượu vang từ thùng chứa vào thiết bị xử lý Công suất bơm rượu vang và bơm tác nhân hóa học phải tính toán phù hợp tùy theo thể tích khối rượu vang Thời gian xử lý hóa chất: có thể kéo dài từ đến tuần 11 LÀM TRONG RƯỢU VANG Gồm giai đoạn là Racking và lọc Racking: Trong quá trình lên men malolactic và ủ, nấm men, vi khuẩn lactic và cấu tử không hòa tan lắng xuống vùng đáy thiết bị Người ta bơm phần rượu không lẫn cặn sang thiết bị xử lý sau quá trình lên men malolactic kết thúc Còn quá trình ủ, người ta bơm phần rượu qua qua thiết bị khác để tiếp tục ủ Số lần racking tùy theo thời gian ủ và loại rượu vang Lọc 11.1 Mục đích công nghệ Tương tự quá trình xử lý hóa chất, quá trình làm có mục đích công nghệ là hoàn thiện và bảo quản sản phẩm Trong quá trình ủ vang, phần nấm men và cấu tử không hòa tan khác lắng xuống vùng đáy thiết bị Các nhà sản xuất có thể làm sơ cách chắt rượu (racking), cách bơm phần rượu vang phía trên vùng đáy để tách bớt nấm men và thành phần không tan khỏi rượu Sau xử lý hóa chất, các nhà sản xuất thường dùng phương pháp racking để tách bớt cặn Phần cặn còn lại rượu tách phương pháp lọc ly tâm (47) 11.2 Các biến đổi quá trình Biến đổi chủ yếu quá trình là biến đổi hóa lý, phân riêng pha lỏng và rắn 11.3 Thiết bị và thông số công nghệ - Thiết bị: Dòng rượu vang vào cửa nạp liệu trên Cấu tử rắn bị giữ lại trên bề mặt đĩa Dịch lỏng chui qua vách ngăn để vào kênh dãn bên đĩa lọc chảy tập trung ống thu hồi (4) để thoát ngoài Trong qua trình hoạt động, ống thu hồi (4) và các dĩa lọc có thể xoay nhờ động (5) Sau thời gian lọc, các cấu tử rắn bám đầy bề mặt vách ngăn trên dĩa lọc Để vệ sinh, người ta tháo thân trụ (2), sau đó tháo các dĩa khỏi ống hình trụ Hình 18: Thiết bị lọc – Cửa qun sát, – Thân thiết bị, – Dĩa lọc, - Ống trung tâm để thu hồi dịch lọc, – Động cơ, – Bộ truyền động, – Khớp trục - Thông số công nghệ Kích thước lỗ lọc: – µm Độ đục: < 5NTU (48) 12 RÓT SẢN PHẨM 12.1 Mục đích công nghệ Quá trình rót sản phẩm có mục đích công nghệ là hoàn thiện, là quá trình cuối cùng quy trình sản xuất rượu vang trước đưa đến tay người tiêu dùng Rượu vang sau hoàn tất các giai đoạn lên men, ủ chính và ổn định thì rót vào chai thủy tinh Hình dạng chai có thể thay đổi tùy theo nhà sản xuất Thông thường thể tích chai đựng sản phẩm xấp xỉ 750ml 12.2 Các biến đổi quá trình - Vật lý: màu sắc rượu vang thay đổi nhẹ tiếp xúc với oxy không khí - Hóa lý: độ bền hóa lý rượu vang giảm nhẹ tiếp xúc với ánh sáng 12.3 Thiết bị và thông số công nghệ Chai thủy tinh Nguyên liệu sản xuất chai thủy tinh gồm hỗn hợp silicon dioxide (SiO2), sodium carbonate (Na2CO3), calcium oxide (CaO) và lượng nhỏ magnesium oxide (MgO) và aluminum oxide (Al2O3) Hỗn hợp này gia nhiệt đến 1.500oC để nóng chảy thổi vào khuôn tạo hình chai Hình 19: Một số sản phẩm rượu vang hồng đóng chai Chai thủy tinh suốt giúp người tiêu dùng nhận biết màu sắc rượu vang Tuy nhiên sử dụng chai thủy tinh suốt, sản phẩm chai tiếp xúc với ánh sáng và thành phần rượu vang có thể bị biến đổi tác dụng ánh sáng, làm thay đổi độ bền hóa lý và cảm quan rượu vang thành phẩm Chai thủy tinh màu: giảm tác động ánh sáng đến rượu vang Người ta tạo màu chai thủy tinh cách bổ sung với hàm lượng ít các oxide các kim loại chuyển tiếp sắt (49) oxide (FeO, Fe2O3), manganese oxide (MnO), nickel oxide (NiO), chromium oxide vào hỗn hợp nguyên liệu trước gia nhiệt và tạo hình - Tùy theo hàm lượng FeO và Fe2O3 mà chai có màu từ vàng đến xanh lá - Nickel oxide và manganese oxide làm chai có màu nâu - Chromium oxide (Cr2O3) làm chai có màu xanh ngọc bích Hình 20: Một số vỏ chai thủy tinh có màu Quá trình rót Quá trình rót và bảo quản sản phẩm sau này thường không tránh khỏi oxy hóa làm thay đổi màu sắc rượu vang Rượu vang trước rót thường sulfite hóa để ngăn ngừa oxy hóa giai đoạn rót và bảo quản sản phẩm Hình 21: Thiết bị rót và đóng nắp sản phẩm Thiết bị rót rượu vang là thiết bị rót tự động Trước rót, chai thổi khí trơ (N2, CO2) để ngăn ngừa tiếp xúc rượu vang với oxy Sau rót rượu vào chai, CO2 tiếp tục nạp vào phần thể tích trống vùng cổ chai trước đóng nắp Những công (50) đoạn đó góp phần hạn chế tiếp xúc oxy không khí với rượu vang, giảm thiểu oxy hóa xảy quá trình rót và bảo quản sản phẩm Hình 22: Công đoạn rót sản phẩm Sau rượu vang rót vào chai, các chai băng chuyền đến thiết bị đóng nắp Nắp chai có thành phần là polymer tổng hợp Do vang hồng có thời gian ủ ngắn, ta không cần sử dụng nắp gỗ (thường làm từ thân cây Quercus suber) Hình 23: Công đoạn đóng nắp sản phẩm (51) CHƯƠNG 3: SẢN PHẨM VÀ CHỈ TIÊU SẢN PHẨM SẢN PHẨM Vang hồng thường xem vang đỏ chưa hoàn chỉnh Về vài khía cạnh, đặc biệt là mặt cảm quan, thì quan niệm này là đúng Vang hồng thường có mùi vị gần giống với vang đỏ sản xuất từ cùng giống nho, với mùi vị, độ chát, màu sắc nhẹ Tuy nhiên, vang hồng lại có hương vị trái cây dễ chịu hơn vang đỏ Tùy giống nho sử dung mà vang hồng có thể mang hương vị trái cây khác Giống Grenache cho hương vị dâu (strawberry) và mâm xôi (blackberry), giống Pinot noir cho hương vị dâu, giống Cabernet cho hương vị trái cây và ớt chuông Khác với vang đỏ và vang trắng, chất lượng vang hồng, màu sắc, độ cồn, độ ngọt, có thể thay đổi nhiều tùy theo địa phương Về màu sắc, vang hồng có thể mang màu hồng nhạt, cam nhạt đến đỏ hồng với sắc tím Về độ cồn, vang hồng có nhiều loại với độ cồn thay đổi từ 9% đến 17% Độ vang hồng đa dạng Ở Mỹ thường sản xuất vang hồng ngọt, châu Âu thường sản xuất vang hồng khô Với giống nho mà nhóm lựa chọn là giống Grenache, sản phẩm có nhiều loại đa số là loại có độ cồn trung bình, với màu hồng, có sắc cam vàng Nếu kết hợp thêm các giống nho khác Shiraz, Cabernet, Pinot… cho màu hồng đậm Bảng 10: Một số sản phẩm vang hồng từ giống Grenache: Tên 2011 Jana Rosé of Grenache Hình ảnh Xuất xứ California – Mỹ Giống nho Chỉ số kĩ thuật 90% Grenache; 10% Riesling Alcohol: 9.5% pH: 3.25 TA: 0.51 RS: 0.8% (off dry) (52) 100% Grenache Alcohol: 12.5% pH: 3.15 Acid: 6.0 RS: 3.0 g/l Stellenbosch – Nam Phi 100% Grenache Alcohol: 13.5% pH: 3.39 TA: 5.8 g/l RS: 4.6 g/l McLaren Vale Úc 92% Grenache 4% Cabernet Sauvigon 4% Semillon Alcohol: 12.2% pH: 3.37 TA: 5.4 g/l RS: 11 g/l 2011 Grenache Rosé Hentley Farm - Úc 2010 Ken Forrester Petit Rosé 2011 Shingleback Haycutters Bush Vine Grenache Rose (53) 2011 Edward Sellers Vineyards and Wines Grenache Rosé Paso Robles – California – Mỹ 96% Grenache 3% Syrah 1% Marsanne Alcohol: 14.9% pH: 3.21 TA: 6.2 g/l RS: 0.07% CHỈ TIÊU SẢN PHẨM Dưới đây là số tiêu liên quan đến các hợp chất phenolic số sản phẩm vang hồng Pháp Hình 24: Một số tiêu các hợp chất phenolic, anthocyanin, tannin và màu sắc số sản phẩm vang hồng (Ribéreau-Gayon, 2006, bảng 14.2, trang 447) Mỗi quốc gia có tiêu khác sản phẩm vang hồng Nhóm chúng em xin giới thiệu bảng tiêu vang hồng Tổ chức Quốc tế Rượu Vang (Organisation Internationale de la Vigne et du Vin – OIV) giới hạn cho phép số chất rượu vang (OIV, 2012): Hợp chất Acid citric Acid bay Arsen Bo Brom Cadimi Giới hạn cho phép 1g/l 20meq/l 0.2mg/l 80mg/l 1mg/l 0.01mg/l (54) Đồng Diethylene glycol Bạc SO2 Ethylene glycol Methanol Muối sulfate Kẽm 1mg/l 10mg/l 0.1mg/l 300mg/l (với vang hồng chứa >4g/l đường sót) 10mg/l 250mg/l (với vang hồng) 1g/l 5mg/l TÌNH HÌNH TIÊU THỤ TRÊN THẾ GIỚI Vì chưa hoàn chỉnh hương vị (so với vang trắng) và độ chát, màu sắc (so với vang đỏ), chuyên gia rượu vang thường không ưa chuộng vang hồng Tuy nhiên sản phẩm này tìm thị trường rộng lớn vì dễ uống, ít khắt khe việc thưởng thức và kết hợp với các loại thực phẩm khác Vang hồng Pháp nói riêng và trên giới nói chung là biểu tượng cho tự do, không bị ràng buộc quy củ và truyền thống khắt khe Thực tế cho thấy vài năm trở lại đây, mức tiêu thụ vang nói chung Pháp (nước tiêu thụ vang nhiều thể giới) giảm mức tiêu thụ vang hồng nói riêng lại tăng Đặc biệt, vòng 20 năm trở lại thì tỉ lệ tiêu thụ vang đỏ liên tục giảm tỉ lệ này vang hồng liên tục tăng Hình 25: Tỉ lệ tiêu thụ vang Pháp (55) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Việt Mẫn (2011) Công nghệ sản xuất rượu vang, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 440 trang [2] Lê Văn Việt Mẫn (2010) Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 1020 trang [3] Fellow P (2000) Food Processing Technology, CRC Press, Boca Raton, 579 trang [4] Ribéreau-Gayon P., Dubourdieu D., Donèche B., Lonvaud A (2006) Handbook of Enology, Volume 1: The Microbiology of Wine and Viifications, John Wiley & Son Ltd, Chicester, 497 trang [5] Jackson R.S (2008) Wine Science: Principles and Applications, Elsevier, 789 trang [6]OIV (2012) Compendium of International Methods of Winve and Must Analysis, Volume 2, 619 trang (56)